WO2020230485A1 - Fuel gas supply device and method - Google Patents
Fuel gas supply device and method Download PDFInfo
- Publication number
- WO2020230485A1 WO2020230485A1 PCT/JP2020/015832 JP2020015832W WO2020230485A1 WO 2020230485 A1 WO2020230485 A1 WO 2020230485A1 JP 2020015832 W JP2020015832 W JP 2020015832W WO 2020230485 A1 WO2020230485 A1 WO 2020230485A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- fuel gas
- pressure
- gas supply
- compressor
- gas compressor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/22—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being gaseous at standard temperature and pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/232—Fuel valves; Draining valves or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/263—Control of fuel supply by means of fuel metering valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/48—Control of fuel supply conjointly with another control of the plant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/002—Gaseous fuel
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2013—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/35—Combustors or associated equipment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05D2270/301—Pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
This fuel gas supply device and method comprises: a fuel gas supply line (L3) that connects a fuel gas supply source (100) and a combustor (12); a fuel gas compressor (24) that is provided to the fuel gas supply line (L3) and compresses fuel gas; a pressure detector (32) that detects a pressure (P2) of fuel gas which is introduced to the fuel gas compressor (24); and a pressure reducing valve (23) that is provided upstream from the fuel gas compressor (24) of the fuel gas supply line (L3) and that adjusts the pressure of the fuel gas so that a pressure (P1) of the fuel gas which is detected by the pressure detector (32) attains a certain target suction pressure consisting of a rated discharge pressure of the fuel gas compressor (24).
Description
本発明は、例えば、ガスタービンの燃焼器に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置および方法に関するものである。
The present invention relates to, for example, a fuel gas supply device and a method for supplying fuel gas to a combustor of a gas turbine.
一般的なガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。圧縮機は、空気取入口から取り込まれた空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気とする。燃焼器は、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガスを得る。タービンは、この燃焼ガスにより駆動し、同軸上に連結された発電機を駆動する。
A general gas turbine is composed of a compressor, a combustor, and a turbine. The compressor compresses the air taken in from the air intake to obtain high-temperature, high-pressure compressed air. The combustor obtains high-temperature, high-pressure combustion gas by supplying fuel to the compressed air and burning it. The turbine is driven by this combustion gas and drives a generator coaxially connected.
このガスタービンにて、燃焼器は、所定の圧力の燃料ガスが供給される。この場合、ガス会社から供給される燃料ガスの圧力が、燃焼器に供給する燃料ガスの圧力とほぼ同等であれば、燃料ガスを昇圧する必要がない。しかし、ガス会社から供給される燃料ガスの圧力が、燃焼器に供給する燃料ガスの圧力より低圧であれば、燃料ガス圧縮機により昇圧して燃焼器に供給する。このような燃料ガス供給装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
In this gas turbine, the combustor is supplied with fuel gas at a predetermined pressure. In this case, if the pressure of the fuel gas supplied from the gas company is substantially equal to the pressure of the fuel gas supplied to the combustor, it is not necessary to increase the pressure of the fuel gas. However, if the pressure of the fuel gas supplied from the gas company is lower than the pressure of the fuel gas supplied to the combustor, the pressure is increased by the fuel gas compressor and supplied to the combustor. As such a fuel gas supply device, for example, there is one described in Patent Document 1 below.
上述したようにガス会社から供給される燃料ガスは、圧力が燃焼器に供給する所定の圧力であれば、そのまま燃焼器に供給され、圧力が燃焼器に供給する所定の圧力より低ければ、ガス圧縮機により昇圧してから燃焼器に供給される。ところが、ガス圧縮機は、低圧の燃料ガスを昇圧するものであるが、処理することができる燃料ガスの吸込み圧力に上限値がある。すなわち、ガス圧縮機に対して上限値を超える圧力の燃料ガスが導入されると、ガス圧縮機に大きな負荷が作用し、破損の要因になってしまうおそれがある。ガス圧縮機が破損すると、燃料ガスを燃焼器に供給することができず、プラントが停止してしまうという課題がある。
As described above, the fuel gas supplied from the gas company is supplied to the combustor as it is if the pressure is a predetermined pressure supplied to the combustor, and is a gas if the pressure is lower than the predetermined pressure supplied to the combustor. It is boosted by a compressor and then supplied to the combustor. However, although the gas compressor boosts the low-pressure fuel gas, there is an upper limit to the suction pressure of the fuel gas that can be processed. That is, if a fuel gas having a pressure exceeding the upper limit value is introduced into the gas compressor, a large load acts on the gas compressor, which may cause damage. If the gas compressor is damaged, fuel gas cannot be supplied to the combustor, and there is a problem that the plant is shut down.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、燃料ガスを昇圧する燃料ガス圧縮機の破損を抑制して適正圧力の燃料ガスを継続して供給することができる燃料ガス供給装置および方法を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a fuel gas supply device and method capable of continuously supplying fuel gas at an appropriate pressure by suppressing damage to a fuel gas compressor that boosts fuel gas. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するための本発明の燃料ガス供給装置は、燃料ガス供給源と燃焼器とを接続する燃料ガス供給通路と、前記燃料ガス供給通路に設けられて燃料ガスを圧縮する燃料ガス圧縮機と、前記燃料ガス圧縮機に導入される前記燃料ガスの圧力を検出する第１の圧力検出部と、前記燃料ガス供給通路における前記燃料ガス圧縮機より上流側に設けられて前記第１の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力が前記燃料ガス圧縮機の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように前記燃料ガスの圧力を調節する調節弁と、を備えることを特徴とする。
The fuel gas supply device of the present invention for achieving the above object is provided in a fuel gas supply passage connecting a fuel gas supply source and a combustor, and a fuel gas provided in the fuel gas supply passage to compress the fuel gas. The compressor, a first pressure detecting unit for detecting the pressure of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor, and the first pressure detecting unit provided on the upstream side of the fuel gas compressor in the fuel gas supply passage. It is characterized by including a control valve for adjusting the pressure of the fuel gas so that the pressure of the fuel gas detected by the pressure detection unit of the above is a constant target suction pressure which is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor. And.
そのため、燃料ガス圧縮機に導入される燃料ガスは、調節弁により燃料ガス圧縮機の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように圧力が調節されてから燃料ガス圧縮機に供給される。すると、燃料ガス圧縮機は、燃料ガスを適正に圧縮して所定の圧力まで昇圧した後、燃料ガス供給通路から燃焼器に供給する。その結果、燃料ガスを昇圧する燃料ガス圧縮機の破損を抑制して適正圧力の燃料ガスを継続して燃焼器に供給することができる。
Therefore, the fuel gas introduced into the fuel gas compressor is supplied to the fuel gas compressor after the pressure is adjusted by the regulating valve so as to reach a constant target suction pressure which is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor. .. Then, the fuel gas compressor appropriately compresses the fuel gas, boosts the pressure to a predetermined pressure, and then supplies the fuel gas to the combustor through the fuel gas supply passage. As a result, it is possible to suppress damage to the fuel gas compressor that boosts the fuel gas and continuously supply the fuel gas at an appropriate pressure to the combustor.
本発明の燃料ガス供給装置では、前記調節弁は、減圧弁であることを特徴とする。
The fuel gas supply device of the present invention is characterized in that the control valve is a pressure reducing valve.
そのため、調節弁を減圧弁とすることで、燃料ガス圧縮機の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように燃料ガスの圧力を適正に減圧することができる。
Therefore, by using a pressure reducing valve as the control valve, the pressure of the fuel gas can be appropriately reduced so as to reach a constant target suction pressure, which is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor.
本発明の燃料ガス供給装置では、前記燃料ガス圧縮機を迂回するように一端部が前記燃料ガス圧縮機より上流側の前記燃料ガス供給通路に接続されて他端部が前記燃料ガス圧縮機より下流側の前記燃料ガス供給通路に接続されるバイパス通路と、前記バイパス通路における前記燃料ガスの逆流を阻止する逆止弁とが設けられ、前記調節弁の上流側に設けた第２の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力が前記調節弁の処理可能な予め設定された上限圧力以上のときに、前記燃料ガス圧縮機への前記燃料ガスの供給を遮断すると共に前記燃料ガス圧縮機の作動を停止し、前記燃料ガスを前記バイパス通路に流通させることを特徴とする。
In the fuel gas supply device of the present invention, one end is connected to the fuel gas supply passage on the upstream side of the fuel gas compressor so as to bypass the fuel gas compressor, and the other end is from the fuel gas compressor. A bypass passage connected to the fuel gas supply passage on the downstream side and a check valve for blocking the backflow of the fuel gas in the bypass passage are provided, and a second pressure detection provided on the upstream side of the control valve is provided. When the pressure of the fuel gas detected by the unit is equal to or higher than a preset upper limit pressure that can be processed by the control valve, the supply of the fuel gas to the fuel gas compressor is cut off and the fuel gas compressor It is characterized in that the operation is stopped and the fuel gas is circulated in the bypass passage.
そのため、燃料ガスの圧力が燃料ガス圧縮機の上限圧力以上のときに、燃料ガス圧縮機への燃料ガスの供給を遮断すると共に燃料ガス圧縮機の作動を停止し、燃料ガスをバイパス通路に流通させることから、高圧の燃料ガスによる燃料ガス圧縮機の破損を抑制することができると共に、燃料ガスを継続して燃焼器に供給することができる。
Therefore, when the pressure of the fuel gas is equal to or higher than the upper limit pressure of the fuel gas compressor, the supply of the fuel gas to the fuel gas compressor is cut off, the operation of the fuel gas compressor is stopped, and the fuel gas is distributed to the bypass passage. Therefore, damage to the fuel gas compressor due to the high-pressure fuel gas can be suppressed, and the fuel gas can be continuously supplied to the combustor.
本発明の燃料ガス供給装置では、前記第２の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力が前記上限圧力よりも低いときに、前記燃料ガス圧縮機へ前記燃料ガスを供給すると共に前記燃料ガス圧縮機を作動することを特徴とする。
In the fuel gas supply device of the present invention, when the pressure of the fuel gas detected by the second pressure detection unit is lower than the upper limit pressure, the fuel gas is supplied to the fuel gas compressor and the fuel gas is supplied. It is characterized by operating a compressor.
そのため、燃料ガスの圧力が燃料ガス圧縮機の上限圧力よりも低いときに、燃料ガス圧縮機へ燃料ガスを供給することから、燃料ガスを所定の圧力に昇圧してから燃焼器に供給することができる。
Therefore, when the pressure of the fuel gas is lower than the upper limit pressure of the fuel gas compressor, the fuel gas is supplied to the fuel gas compressor, so that the fuel gas is boosted to a predetermined pressure and then supplied to the combustor. Can be done.
本発明の燃料ガス供給装置では、前記調節弁は、前記燃料ガス供給通路と前記バイパス通路の一端部との接続部と、前記燃料ガス圧縮機との間に配置されることを特徴とする。
The fuel gas supply device of the present invention is characterized in that the control valve is arranged between the connection portion between the fuel gas supply passage and one end of the bypass passage and the fuel gas compressor.
そのため、調節弁をバイパス通路の接続部と燃料ガス圧縮機との間に配置することから、調節弁と燃料ガス圧縮機との距離が短くなり、構成及び制御の簡素化を図ることができる。
Therefore, since the control valve is arranged between the connection portion of the bypass passage and the fuel gas compressor, the distance between the control valve and the fuel gas compressor can be shortened, and the configuration and control can be simplified.
本発明の燃料ガス供給装置では、前記調節弁は、前記燃料ガス供給通路における前記バイパス通路の一端部との接続部より上流側に配置されることを特徴とする。
The fuel gas supply device of the present invention is characterized in that the control valve is arranged on the upstream side of the connection portion of the fuel gas supply passage with one end of the bypass passage.
そのため、調節弁をバイパス通路の接続部より上流側に配置することから、燃料ガスの圧力を早期に適正圧力に調節してからバイパス通路に供供することとなり、応答性を向上することができる。
Therefore, since the control valve is arranged on the upstream side of the connection portion of the bypass passage, the pressure of the fuel gas is adjusted to an appropriate pressure at an early stage before being used in the bypass passage, and the responsiveness can be improved.
本発明の燃料ガス供給装置では、前記燃料ガス供給通路における前記燃料ガス圧縮機と、前記燃料ガス供給通路と前記バイパス通路の他端部との間に、前記燃料ガス圧縮機の吐出口から前記燃料ガスが流入するのを遮断する隔離弁が設けられることを特徴とする。
In the fuel gas supply device of the present invention, between the fuel gas compressor in the fuel gas supply passage and the other end of the fuel gas supply passage and the bypass passage, from the discharge port of the fuel gas compressor, the said It is characterized by being provided with an isolation valve that shuts off the inflow of fuel gas.
そのため、燃料ガス圧縮機とバイパス通路の下流側の接続部との間に燃料ガス圧縮機の吐出口から燃料ガスが流入するのを遮断する隔離弁を設けることから、バイパス通路を通った高圧の燃料ガスが隔離弁に阻止されて燃料ガス圧縮機に逆流することがなく、燃料ガス圧縮機の破損を抑制することができる。
Therefore, since an isolation valve is provided between the fuel gas compressor and the connection portion on the downstream side of the bypass passage to block the inflow of fuel gas from the discharge port of the fuel gas compressor, the high pressure passing through the bypass passage is increased. Damage to the fuel gas compressor can be suppressed without the fuel gas being blocked by the isolation valve and flowing back to the fuel gas compressor.
本発明の燃料ガス供給装置では、前記第１の圧力検出部および前記第２の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力に基づいて前記調節弁および燃料ガス圧縮機を制御する制御装置が設けられることを特徴とする。
The fuel gas supply device of the present invention is provided with a control device that controls the control valve and the fuel gas compressor based on the pressure of the fuel gas detected by the first pressure detection unit and the second pressure detection unit. It is characterized by being able to be.
そのため、制御装置が燃料ガスの圧力に基づいて調節弁および燃料ガス圧縮機を制御することから、燃焼器への供給する燃料ガスの圧力調節を自動で行うことが可能となり、作業性を向上することができる。
Therefore, since the control device controls the control valve and the fuel gas compressor based on the pressure of the fuel gas, the pressure of the fuel gas supplied to the combustor can be automatically adjusted, and the workability is improved. be able to.
本発明の燃料ガス供給装置では、前記第１の圧力検出部および前記第２の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力に基づいて前記燃料ガス圧縮機を作動するための指令を出す指令装置が設けられることを特徴とする。
In the fuel gas supply device of the present invention, a command device that issues a command to operate the fuel gas compressor based on the pressure of the fuel gas detected by the first pressure detection unit and the second pressure detection unit. Is provided.
そのため、指令装置が燃料ガスの圧力に基づいて燃料ガス圧縮機を作動するための指令を出すことから、作業者による燃料ガス圧縮機の作動操作が容易になると共に、自動制御が不要となってコストを削減することができる。
Therefore, since the command device issues a command to operate the fuel gas compressor based on the pressure of the fuel gas, the operation of the fuel gas compressor by the operator becomes easy and automatic control becomes unnecessary. The cost can be reduced.
また、本発明の燃料ガス供給方法は、燃料ガス供給源と燃焼器とを接続する燃料ガス供給通路と、前記燃料ガス供給通路を流れる燃料ガスを圧縮する燃料ガス圧縮機と、前記燃料ガス供給通路における前記燃料ガス圧縮機より上流側に設けられる調節弁と、を備える燃料ガス供給装置に於いて、前記燃料ガス圧縮機に導入される前記燃料ガスの圧力が前記燃料ガス圧縮機の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように前記調節弁により前記燃料ガスの圧力を調節する、ことを特徴とする。
Further, the fuel gas supply method of the present invention includes a fuel gas supply passage connecting the fuel gas supply source and the combustor, a fuel gas compressor for compressing the fuel gas flowing through the fuel gas supply passage, and the fuel gas supply. In a fuel gas supply device including a control valve provided on the upstream side of the fuel gas compressor in the passage, the pressure of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor is the rated discharge of the fuel gas compressor. It is characterized in that the pressure of the fuel gas is adjusted by the adjusting valve so as to have a constant target suction pressure as the pressure.
そのため、高圧の燃料ガスによる燃料ガス圧縮機の破損を抑制することができると共に、燃料ガスを継続して燃焼器に供給することができる。
Therefore, damage to the fuel gas compressor due to high-pressure fuel gas can be suppressed, and fuel gas can be continuously supplied to the combustor.
本発明の燃料ガス供給装置および方法によれば、燃料ガスを昇圧するガス圧縮機の破損を抑制し、適正圧力の燃料ガスを継続して供給することができる。
According to the fuel gas supply device and method of the present invention, it is possible to suppress damage to the gas compressor that boosts the fuel gas and continuously supply the fuel gas at an appropriate pressure.
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention also includes a combination of the respective embodiments.
［第１実施形態］
図８は、ガスタービンの全体構成を表す概略図である。第１実施形態において、図８に示すように、ガスタービン１０は、圧縮機１１と、燃焼器１２と、タービン１３とを備える。 [First Embodiment]
FIG. 8 is a schematic view showing the overall configuration of the gas turbine. In the first embodiment, as shown in FIG. 8, thegas turbine 10 includes a compressor 11, a combustor 12, and a turbine 13.
図８は、ガスタービンの全体構成を表す概略図である。第１実施形態において、図８に示すように、ガスタービン１０は、圧縮機１１と、燃焼器１２と、タービン１３とを備える。 [First Embodiment]
FIG. 8 is a schematic view showing the overall configuration of the gas turbine. In the first embodiment, as shown in FIG. 8, the
圧縮機１１とタービン１３は、回転軸１４により一体回転可能に連結され、回転軸１４に発電機１５が連結される。圧縮機１１は、空気取り込みラインＬ１から取り込んだ空気Ａを圧縮する。燃焼器１２は、圧縮機１１から圧縮空気供給ラインＬ２を通して供給された圧縮空気ＣＡと、燃料ガス供給ラインＬ３から供給された燃料Ｆとを混合して燃焼する。タービン１３は、燃焼器１２から燃焼ガス供給ラインＬ４を通して供給された燃焼ガスＣＧにより回転駆動する。発電機１５は、タービン１３が回転することで伝達される回転力により駆動する。また、タービン１３は、排ガスＥＧを排出する排ガス排出ラインＬ５が連結される。
The compressor 11 and the turbine 13 are integrally rotatably connected by the rotating shaft 14, and the generator 15 is connected to the rotating shaft 14. The compressor 11 compresses the air A taken in from the air take-in line L1. The combustor 12 mixes and burns the compressed air CA supplied from the compressor 11 through the compressed air supply line L2 and the fuel F supplied from the fuel gas supply line L3. The turbine 13 is rotationally driven by the combustion gas CG supplied from the combustor 12 through the combustion gas supply line L4. The generator 15 is driven by a rotational force transmitted by the rotation of the turbine 13. Further, the turbine 13 is connected to an exhaust gas discharge line L5 that discharges the exhaust gas EG.
そのため、ガスタービン１０の運転時、圧縮機１１は空気Ａを圧縮し、燃焼器１２は供給された圧縮空気ＣＡと燃料Ｆとを混合して燃焼する。タービン１３は燃焼器１２から供給された燃焼ガスＣＧにより回転駆動し、発電機１５が発電を行う。そして、ガスタービン１０（タービン１３）からは、排ガスＥＧが排出される。
Therefore, when the gas turbine 10 is in operation, the compressor 11 compresses the air A, and the combustor 12 mixes the supplied compressed air CA and the fuel F and burns them. The turbine 13 is rotationally driven by the combustion gas CG supplied from the combustor 12, and the generator 15 generates electricity. Then, the exhaust gas EG is discharged from the gas turbine 10 (turbine 13).
第１実施形態の燃料ガス供給装置は、燃料ガス供給ラインＬ３により燃焼器１２に供給される燃料Ｆを圧縮して昇圧可能である。図１は、第１実施形態の燃料ガス供給装置を表すブロック構成図である。
The fuel gas supply device of the first embodiment can compress and boost the fuel F supplied to the combustor 12 by the fuel gas supply line L3. FIG. 1 is a block configuration diagram showing a fuel gas supply device according to the first embodiment.
第１実施形態において、図１に示すように、燃料ガス供給装置２０は、燃料ガス供給源１００とガスタービン１０の燃焼器１２とを接続する燃料ガス供給通路としての燃料ガス供給ラインＬ３に設けられる。燃料ガス供給装置２０は、燃料ガス供給ラインＬ３に、燃料ガスの供給方向の上流側から順に、燃料ガス減圧ステーション２１と、燃料ガス浄化装置２２と、減圧弁（調節弁）２３と、燃料ガス圧縮機２４と、隔離弁２５と、燃料ガス加温装置２６と、圧力調整弁（ＰＣＶ）２７と、流量調整弁（ＦＣＶ）２８が設けられる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the fuel gas supply device 20 is provided in the fuel gas supply line L3 as a fuel gas supply passage connecting the fuel gas supply source 100 and the combustor 12 of the gas turbine 10. Be done. The fuel gas supply device 20 connects the fuel gas supply line L3 to the fuel gas pressure reducing station 21, the fuel gas purification device 22, the pressure reducing valve (control valve) 23, and the fuel gas in this order from the upstream side in the fuel gas supply direction. A compressor 24, an isolation valve 25, a fuel gas heating device 26, a pressure regulating valve (PCV) 27, and a flow rate regulating valve (FCV) 28 are provided.
燃料ガス減圧ステーション２１は、燃料ガス供給源１００から供給される燃料ガスの圧力（例えば、３．７ＭＰａ～６．０ＭＰａ）を配管の許容圧力以下の所定圧力（例えば、３．７ＭＰａ～４．０５ＭＰａ）まで減圧するものである。燃料ガス浄化装置２２は、燃料ガスに含まれる異物などを除去するフィルタである。減圧弁２３は、燃料ガス減圧ステーション２１で減圧された燃料ガスを燃料ガス圧縮機２４の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力（例えば、３．０ＭＰａ）になるように調節（減圧）するものである。減圧弁２３は、流れる燃料ガスの流量に応じて切替えられる大流量用減圧弁と小流量用減圧弁を並列に配置することが好ましい。
The fuel gas decompression station 21 sets the pressure of the fuel gas supplied from the fuel gas supply source 100 (for example, 3.7 MPa to 6.0 MPa) to a predetermined pressure (for example, 3.7 MPa to 4.05 MPa) equal to or less than the allowable pressure of the pipe. ) Is reduced. The fuel gas purification device 22 is a filter that removes foreign substances and the like contained in the fuel gas. The pressure reducing valve 23 adjusts (reduces) the fuel gas decompressed by the fuel gas decompression station 21 so as to have a constant target suction pressure (for example, 3.0 MPa) which is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor 24. Is. It is preferable that the pressure reducing valve 23 has a large flow rate pressure reducing valve and a small flow rate pressure reducing valve, which are switched according to the flow rate of the flowing fuel gas, arranged in parallel.
燃料ガス圧縮機２４は、燃料ガスを所定圧力（例えば、４．５ＭＰａ）まで圧縮して昇圧するものである。隔離弁２５は、燃料ガス圧縮機２４より下流側に設けられ、燃料ガス供給ラインＬ３の開放及び遮断を行うものである。燃料ガス加温装置２６は、燃料ガスを所定温度まで加温するものである。圧力調整弁２７は、燃料ガス圧縮機２４により昇圧された燃料ガスを燃焼器１２に供給するための最適圧力に調整するものである。流量調整弁２８は、圧力調整弁２７により圧力が調整された燃料ガスを燃焼器１２に供給するための最適量に調整するものである。
The fuel gas compressor 24 compresses the fuel gas to a predetermined pressure (for example, 4.5 MPa) and boosts the pressure. The isolation valve 25 is provided on the downstream side of the fuel gas compressor 24, and opens and shuts off the fuel gas supply line L3. The fuel gas heating device 26 heats the fuel gas to a predetermined temperature. The pressure adjusting valve 27 adjusts the pressure of the fuel gas boosted by the fuel gas compressor 24 to the optimum pressure for supplying the combustor 12. The flow rate adjusting valve 28 adjusts the fuel gas whose pressure has been adjusted by the pressure adjusting valve 27 to an optimum amount for supplying the combustor 12.
また、燃料ガス供給装置２０は、バイパスライン（バイパス通路）Ｌ１１と、逆止弁２９を有する。
Further, the fuel gas supply device 20 has a bypass line (bypass passage) L11 and a check valve 29.
バイパスラインＬ１１は、燃料ガス圧縮機２４を迂回するように燃料ガス供給ラインＬ３に並列に設けられる。バイパスラインＬ１１は、上流側の端部（一端部）が減圧弁２３および燃料ガス圧縮機２４より上流側の燃料ガス供給ラインＬ３に接続され、下流側の端部（他端部）が燃料ガス圧縮機および隔離弁２５より下流側の燃料ガス供給ラインＬ３に接続される。逆止弁２９は、燃料ガスの逆流を阻止するものであり、バイパスラインＬ１１に設けられる。
The bypass line L11 is provided in parallel with the fuel gas supply line L3 so as to bypass the fuel gas compressor 24. In the bypass line L11, the upstream end (one end) is connected to the pressure reducing valve 23 and the fuel gas supply line L3 upstream of the fuel gas compressor 24, and the downstream end (other end) is the fuel gas. It is connected to the fuel gas supply line L3 on the downstream side of the compressor and the isolation valve 25. The check valve 29 prevents the backflow of fuel gas and is provided on the bypass line L11.
第１実施形態では、バイパスラインＬ１１は、減圧弁２３と、燃料ガス圧縮機２４と、隔離弁２５を迂回するように設けられる。そして、燃料ガス圧縮機２４は、減圧弁２３と隔離弁２５との間に配置される。そのため、減圧弁２３および隔離弁２５を開放すると、燃料ガスは、燃料ガス圧縮機２４に導入され、燃料ガス圧縮機２４は、導入した燃料ガスを圧縮する。一方、減圧弁２３および隔離弁２５を閉止すると、燃料ガス圧縮機２４への燃料ガスの導入が遮断され、燃料ガスは、バイパスラインＬ１１に流れ、燃料ガス圧縮機２４に圧縮されない。
In the first embodiment, the bypass line L11 is provided so as to bypass the pressure reducing valve 23, the fuel gas compressor 24, and the isolation valve 25. Then, the fuel gas compressor 24 is arranged between the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25. Therefore, when the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25 are opened, the fuel gas is introduced into the fuel gas compressor 24, and the fuel gas compressor 24 compresses the introduced fuel gas. On the other hand, when the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25 are closed, the introduction of the fuel gas into the fuel gas compressor 24 is cut off, the fuel gas flows to the bypass line L11, and is not compressed by the fuel gas compressor 24.
更に、燃料ガス供給装置２０は、圧力検出器（第２の圧力検出部）３１と、圧力検出器（第１の圧力検出部）３２と、圧力検出器３３と、圧力検出器３４と、制御装置３５とを有する。
Further, the fuel gas supply device 20 controls the pressure detector (second pressure detector) 31, the pressure detector (first pressure detector) 32, the pressure detector 33, and the pressure detector 34. It has a device 35.
圧力検出器３１は、燃料ガス減圧ステーション２１と燃料ガス浄化装置２２との間に配置され、減圧弁２３を通して燃料ガス圧縮機２４に導入される燃料ガスの圧力Ｐ１を検出する。圧力検出器３２は、減圧弁２３と燃料ガス圧縮機２４との間に配置され、減圧弁２３により減圧されて燃料ガス圧縮機２４に導入される燃料ガスの圧力Ｐ２を検出する。圧力検出器３３は、燃料ガス圧縮機２４と隔離弁２５との間に配置され、燃料ガス圧縮機２４により圧縮された燃料ガスの圧力Ｐ３を検出する。圧力検出器３４は、燃料ガス加温装置２６と圧力調整弁２７との間に配置され、圧力調整弁２７と流量調整弁２８により圧力と流量が調整される前の燃料ガスの圧力Ｐ４を検出する。
The pressure detector 31 is arranged between the fuel gas decompression station 21 and the fuel gas purification device 22, and detects the pressure P1 of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor 24 through the pressure reducing valve 23. The pressure detector 32 is arranged between the pressure reducing valve 23 and the fuel gas compressor 24, and detects the pressure P2 of the fuel gas that is decompressed by the pressure reducing valve 23 and introduced into the fuel gas compressor 24. The pressure detector 33 is arranged between the fuel gas compressor 24 and the isolation valve 25, and detects the pressure P3 of the fuel gas compressed by the fuel gas compressor 24. The pressure detector 34 is arranged between the fuel gas heating device 26 and the pressure adjusting valve 27, and detects the pressure P4 of the fuel gas before the pressure and the flow rate are adjusted by the pressure adjusting valve 27 and the flow rate adjusting valve 28. To do.
制御装置３５は、圧力検出器３１と圧力検出器３２と圧力検出器３３と圧力検出器３４の検出結果が入力される。制御装置３５は、入力結果に基づいて減圧弁２３と、燃料ガス圧縮機２４と、隔離弁２５と、燃料ガス加温装置２６と、圧力調整弁２７と、流量調整弁２８を制御する。
The control device 35 is input with the detection results of the pressure detector 31, the pressure detector 32, the pressure detector 33, and the pressure detector 34. The control device 35 controls the pressure reducing valve 23, the fuel gas compressor 24, the isolation valve 25, the fuel gas heating device 26, the pressure adjusting valve 27, and the flow rate adjusting valve 28 based on the input result.
すなわち、制御装置３５は、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力が、減圧弁２３の処理可能な予め設定された上限圧力（例えば、４．０５ＭＰａ）よりも低いときに、減圧弁２３および隔離弁２５を開放し、減圧弁２３および燃料ガス圧縮機２４へ燃料ガスを供給すると共に、燃料ガス圧縮機２４を作動する。一方、制御装置３５は、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力が上限圧力（例えば、４．０５ＭＰａ）以上のときに、減圧弁２３および隔離弁２５を閉止し、減圧弁２３および燃料ガス圧縮機２４への燃料ガスの供給を遮断すると共に、燃料ガス圧縮機２４の作動を停止する。すると、燃料ガスは、バイパスラインＬ１１に流れる。
That is, when the pressure of the fuel gas detected by the pressure detector 31 is lower than the processable preset upper limit pressure (for example, 4.05 MPa) of the pressure reducing valve 23, the control device 35 performs the pressure reducing valve 23 and The isolation valve 25 is opened to supply fuel gas to the pressure reducing valve 23 and the fuel gas compressor 24, and the fuel gas compressor 24 is operated. On the other hand, when the pressure of the fuel gas detected by the pressure detector 31 is equal to or higher than the upper limit pressure (for example, 4.05 MPa), the control device 35 closes the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25, and the pressure reducing valve 23 and the fuel gas. The supply of fuel gas to the compressor 24 is cut off, and the operation of the fuel gas compressor 24 is stopped. Then, the fuel gas flows to the bypass line L11.
そして、燃料ガス圧縮機２４が作動するとき、制御装置３５は、燃料ガス圧縮機２４に導入される燃料ガスの圧力が、燃料ガス圧縮機２４の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力（例えば、３．０ＭＰａ）になるように減圧弁２３を制御する。また、制御装置３５は、圧力検出器３２の検出結果に基づいて、減圧弁２３をフィードバック制御する。制御装置３５は、圧力検出器３３の検出結果に基づいて燃料ガス圧縮機２４をフィードバック制御する。制御装置３５は、圧力検出器３４の検出結果に基づいて燃料ガス加温装置２６の加温による圧力変化をフィードバック制御する。
Then, when the fuel gas compressor 24 operates, the control device 35 determines that the pressure of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor 24 is a constant target suction pressure (for example, the rated discharge pressure of the fuel gas compressor 24). , 3.0 MPa), and the pressure reducing valve 23 is controlled. Further, the control device 35 feedback-controls the pressure reducing valve 23 based on the detection result of the pressure detector 32. The control device 35 feedback-controls the fuel gas compressor 24 based on the detection result of the pressure detector 33. The control device 35 feedback-controls the pressure change due to the heating of the fuel gas heating device 26 based on the detection result of the pressure detector 34.
図２は、燃料ガス供給方法を表すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a fuel gas supply method.
図１および図２に示すように、ステップＳ１１にて、制御装置３５は、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力Ｐ１が入力される。ステップＳ１２にて、制御装置３５は、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力Ｐ１が、燃料ガス圧縮機２４の処理可能な吸込み圧力（例えば、３．０ＭＰａ）に減圧弁２３が減圧可能な上限圧力ＰＬ１（例えば、４．０５ＭＰａ）以上であるか否かを判定する。ここで、燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１より低いと判定（Ｎｏ）されると、制御装置３５は、ステップＳ１３にて、減圧弁２３を開放し、ステップＳ１４にて、隔離弁２５を開放し、ステップＳ１５にて、燃料ガス圧縮機２４を作動する。すると、減圧弁２３は、圧力が、例えば、３．７ＭＰａから４．０５ＭＰａの燃料ガスを３．０ＭＰａまで減圧し、燃料ガス圧縮機２４は、圧力が、例えば、３．０ＭＰａの燃料ガスを圧縮し、例えば、４．５ＭＰａまで昇圧する。このとき、バイパスラインＬ１１に逆止弁２９が設けられていることから、燃料ガス圧縮機２４により昇圧された燃料ガスがバイパスラインＬ１１を逆流することがない。
As shown in FIGS. 1 and 2, in step S11, the pressure P1 of the fuel gas detected by the pressure detector 31 is input to the control device 35. In step S12, in the control device 35, the pressure reducing valve 23 can reduce the pressure P1 of the fuel gas detected by the pressure detector 31 to the processable suction pressure (for example, 3.0 MPa) of the fuel gas compressor 24. It is determined whether or not the upper limit pressure is PL1 (for example, 4.05 MPa) or more. Here, when it is determined (No) that the fuel gas pressure P1 is lower than the upper limit pressure PL1, the control device 35 opens the pressure reducing valve 23 in step S13 and opens the isolation valve 25 in step S14. Then, in step S15, the fuel gas compressor 24 is operated. Then, the pressure reducing valve 23 reduces the fuel gas having a pressure of, for example, 3.7 MPa to 4.05 MPa to 3.0 MPa, and the fuel gas compressor 24 compresses the fuel gas having a pressure, for example, 3.0 MPa. Then, for example, the pressure is increased to 4.5 MPa. At this time, since the check valve 29 is provided on the bypass line L11, the fuel gas boosted by the fuel gas compressor 24 does not flow back through the bypass line L11.
一方、ステップＳ１２にて、燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１以上であると判定（Ｙｅｓ）されると、制御装置３５は、ステップＳ１６にて、減圧弁２３を閉止し、ステップＳ１７にて、隔離弁２５を閉止し、ステップＳ１８にて、燃料ガス圧縮機２４の作動を停止する。すると、圧力が、例えば、４．０５ＭＰａ以上の燃料ガスは、バイパスラインＬ１１に流れ、減圧弁２３、燃料ガス圧縮機２４、隔離弁２５を迂回する。このとき、隔離弁２５が閉止していることから、例えば、４．０５ＭＰａ以上の燃料ガスが燃料ガス供給ラインＬ３を逆流して燃料ガス圧縮機２４に流れ込むことがない。
On the other hand, if it is determined (Yes) that the fuel gas pressure P1 is equal to or higher than the upper limit pressure PL1 in step S12, the control device 35 closes the pressure reducing valve 23 in step S16, and in step S17. The isolation valve 25 is closed, and in step S18, the operation of the fuel gas compressor 24 is stopped. Then, for example, the fuel gas having a pressure of 4.05 MPa or more flows through the bypass line L11 and bypasses the pressure reducing valve 23, the fuel gas compressor 24, and the isolation valve 25. At this time, since the isolation valve 25 is closed, for example, fuel gas of 4.05 MPa or more does not flow back through the fuel gas supply line L3 and flow into the fuel gas compressor 24.
図３は、燃料ガス圧縮機の作動状態から停止状態への切替時の制御を表すタイムチャート、図４は、燃料ガス圧縮機の停止状態から作動状態への切替時の制御を表すタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing the control when switching from the operating state to the stopped state of the fuel gas compressor, and FIG. 4 is a time chart showing the control when switching from the stopped state to the operating state of the fuel gas compressor. is there.
図１および図３に示すように、時間ｔ１にて、供給される燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１より低いとき、減圧弁２３および隔離弁２５が開放され、燃料ガス圧縮機２４は、燃料ガスを圧縮している。そのため、燃焼器１２へ供給する燃料ガスの圧力Ｐ４は、燃料ガス圧縮機２４の吐出圧である圧力Ｐ３、例えば、４．５ＭＰａに維持される。ここで、供給される燃料ガスの圧力Ｐ１が上昇し、時間ｔ２にて、上限圧力ＰＬ１以上になると、燃料ガス圧縮機２４の作動を停止し、遅れて減圧弁２３および隔離弁２５を閉止する。すると、時間ｔ２にて、燃料ガス圧縮機２４の下流側の燃料ガスのＰ３が低下し始めるものの、供給される燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１を超えていることから、燃焼器１２へ供給する燃料ガスの圧力Ｐ４は、時間ｔ３にて、供給される燃料ガスの圧力Ｐ１、例えば、４．０５ＭＰａ以上に維持される。
As shown in FIGS. 1 and 3, when the pressure P1 of the supplied fuel gas is lower than the upper limit pressure PL1 at time t1, the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25 are opened, and the fuel gas compressor 24 uses the fuel. The gas is being compressed. Therefore, the pressure P4 of the fuel gas supplied to the combustor 12 is maintained at the pressure P3, which is the discharge pressure of the fuel gas compressor 24, for example, 4.5 MPa. Here, when the pressure P1 of the supplied fuel gas rises and reaches the upper limit pressure PL1 or more at time t2, the operation of the fuel gas compressor 24 is stopped, and the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25 are closed with a delay. .. Then, at time t2, P3 of the fuel gas on the downstream side of the fuel gas compressor 24 begins to decrease, but since the pressure P1 of the supplied fuel gas exceeds the upper limit pressure PL1, it is supplied to the combustor 12. The pressure P4 of the fuel gas to be supplied is maintained at the pressure P1 of the supplied fuel gas, for example, 4.05 MPa or more at time t3.
図１および図４に示すように、時間ｔ１１にて、供給される燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１以上であるとき、減圧弁２３および隔離弁２５が閉止され、燃料ガス圧縮機２４の作動が停止している。そのため、燃焼器１２へ供給する燃料ガスの圧力Ｐ４は、供給される燃料ガスの圧力Ｐ１、例えば、４．０５ＭＰａ以上に維持される。時間ｔ１２にて、供給される燃料ガスの圧力Ｐ１が低下し、時間ｔ１３にて、上限圧力ＰＬ１より低くなると、燃料ガス圧縮機２４を作動し、減圧弁２３および隔離弁２５を開放する。すると、供給される燃料ガスの圧力Ｐ１が低下するものの、燃料ガス圧縮機２４の下流側の燃料ガスの圧力Ｐ３が上昇し、時間ｔ１４にて、燃焼器１２へ供給する燃料ガスの圧力Ｐ４が切り替わって上昇し、例えば、４．５ＭＰａに維持される。
As shown in FIGS. 1 and 4, when the pressure P1 of the supplied fuel gas is equal to or higher than the upper limit pressure PL1 at time t11, the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25 are closed and the fuel gas compressor 24 is operated. Is stopped. Therefore, the pressure P4 of the fuel gas supplied to the combustor 12 is maintained at the pressure P1 of the supplied fuel gas, for example, 4.05 MPa or more. When the pressure P1 of the supplied fuel gas decreases at time t12 and becomes lower than the upper limit pressure PL1 at time t13, the fuel gas compressor 24 is operated and the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25 are opened. Then, although the pressure P1 of the supplied fuel gas decreases, the pressure P3 of the fuel gas on the downstream side of the fuel gas compressor 24 increases, and at time t14, the pressure P4 of the fuel gas supplied to the combustor 12 increases. It switches and rises and is maintained at, for example, 4.5 MPa.
なお、燃料ガス圧縮機２４の作動を開始してから燃料ガスの圧力Ｐ３を、例えば、４．５ＭＰａまで上昇させるには、所定の時間が必要となり、燃焼器１２へ供給する燃料ガスの圧力Ｐ４が下限圧力以下になるおそれがある。そのため、燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１より低くなったときに燃料ガス圧縮機２４を作動するのではなく、燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１より高い上限圧力ＰＬ２より低くなったときに燃料ガス圧縮機２４を作動するように構成してもよい。また、燃料ガスの圧力Ｐ１の低下率に基づいて燃料ガス圧縮機２４の作動開始時期を設定してもよい。
In order to raise the fuel gas pressure P3 to, for example, 4.5 MPa after starting the operation of the fuel gas compressor 24, a predetermined time is required, and the fuel gas pressure P4 supplied to the combustor 12. May fall below the lower limit pressure. Therefore, the fuel gas compressor 24 is not operated when the pressure P1 of the fuel gas becomes lower than the upper limit pressure PL1, but the fuel when the pressure P1 of the fuel gas becomes lower than the upper limit pressure PL2 higher than the upper limit pressure PL1. The gas compressor 24 may be configured to operate. Further, the operation start time of the fuel gas compressor 24 may be set based on the rate of decrease of the fuel gas pressure P1.
このように第１実施形態の燃料ガス供給装置にあっては、燃料ガス供給源１００と燃焼器１２とを接続する燃料ガス供給ラインＬ３と、燃料ガス供給ラインＬ３に設けられて燃料ガスを圧縮する燃料ガス圧縮機２４と、燃料ガス圧縮機２４に導入される燃料ガスの圧力Ｐ２を検出する圧力検出器３２（燃料ガスの圧力Ｐ１を検出する圧力検出器３１）と、燃料ガス供給ラインＬ３における燃料ガス圧縮機２４より上流側に設けられて圧力検出器３２（圧力検出器３１）が検出した燃料ガスの圧力Ｐ２（圧力Ｐ１）が燃料ガス圧縮機２４の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように燃料ガスの圧力を調節する減圧弁２３とを備える。
As described above, in the fuel gas supply device of the first embodiment, the fuel gas supply line L3 connecting the fuel gas supply source 100 and the combustor 12 and the fuel gas supply line L3 are provided to compress the fuel gas. Fuel gas compressor 24, a pressure detector 32 for detecting the pressure P2 of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor 24 (pressure detector 31 for detecting the pressure P1 of the fuel gas), and a fuel gas supply line L3. A constant target in which the fuel gas pressure P2 (pressure P1) detected by the pressure detector 32 (pressure detector 31) provided on the upstream side of the fuel gas compressor 24 is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor 24. It is provided with a pressure reducing valve 23 that adjusts the pressure of the fuel gas so as to have a suction pressure.
そのため、燃料ガス圧縮機２４は、燃料ガスを適正に圧縮して所定の圧力まで昇圧した後、燃料ガス供給ラインＬ３から燃焼器１２に供給する。その結果、適正圧力の燃料ガスを継続して燃焼器１２に供給することができる。
Therefore, the fuel gas compressor 24 appropriately compresses the fuel gas, boosts the pressure to a predetermined pressure, and then supplies the fuel gas from the fuel gas supply line L3 to the combustor 12. As a result, the fuel gas having an appropriate pressure can be continuously supplied to the combustor 12.
第１実施形態の燃料ガス供給装置では、燃料ガス圧縮機２４より上流側に減圧弁２３を配置している。そのため、燃料ガス圧縮機２４の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように燃料ガスの圧力を適正に減圧することができる。
In the fuel gas supply device of the first embodiment, the pressure reducing valve 23 is arranged on the upstream side of the fuel gas compressor 24. Therefore, the pressure of the fuel gas can be appropriately reduced so as to reach a constant target suction pressure which is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor 24.
第１実施形態の燃料ガス供給装置では、燃料ガス圧縮機２４を迂回するように一端部が燃料ガス圧縮機２４より上流側の燃料ガス供給ラインＬ３に接続されて他端部が燃料ガス圧縮機２４より下流側の燃料ガス供給ラインＬ３に接続されるバイパスラインＬ１１と、バイパスラインＬ１１における燃料ガスの逆流を阻止する逆止弁２９とを設け、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力Ｐ１が燃料ガス圧縮機２４の処理可能な吸込み圧力（例えば、３．０ＭＰａ）に減圧弁２３が減圧可能な予め設定された上限圧力ＰＬ１以上のときに、燃料ガス圧縮機２４への燃料ガスの供給を遮断すると共に燃料ガス圧縮機２４の作動を停止し、燃料ガスをバイパスラインＬ１１に流通させる。そのため、高圧の燃料ガスによる燃料ガス圧縮機２４の破損を抑制することができると共に、燃料ガスを継続して燃焼器１２に供給することができると共に、燃料ガス圧縮機２４の作動を停止することにより、作動のための電力を節減できる。
In the fuel gas supply device of the first embodiment, one end is connected to the fuel gas supply line L3 on the upstream side of the fuel gas compressor 24 so as to bypass the fuel gas compressor 24, and the other end is the fuel gas compressor. A bypass line L11 connected to the fuel gas supply line L3 on the downstream side of the 24 and a check valve 29 for blocking the backflow of the fuel gas in the bypass line L11 are provided, and the fuel gas pressure P1 detected by the pressure detector 31. Supply of fuel gas to the fuel gas compressor 24 when the pressure reducing valve 23 is equal to or higher than the preset upper limit pressure PL1 capable of reducing the pressure to the processable suction pressure (for example, 3.0 MPa) of the fuel gas compressor 24. The operation of the fuel gas compressor 24 is stopped, and the fuel gas is circulated to the bypass line L11. Therefore, damage to the fuel gas compressor 24 due to the high-pressure fuel gas can be suppressed, the fuel gas can be continuously supplied to the combustor 12, and the operation of the fuel gas compressor 24 is stopped. As a result, the power for operation can be saved.
第１実施形態の燃料ガス供給装置では、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１よりも低いときに、燃料ガス圧縮機２４へ燃料ガスを供給すると共に燃料ガス圧縮機２４を作動する。そのため、燃燃料ガスを所定の圧力に昇圧してから燃焼器１２に供給することができる。
In the fuel gas supply device of the first embodiment, when the pressure P1 of the fuel gas detected by the pressure detector 31 is lower than the upper limit pressure PL1, the fuel gas is supplied to the fuel gas compressor 24 and the fuel gas compressor 24 is supplied. To operate. Therefore, the fuel fuel gas can be boosted to a predetermined pressure and then supplied to the combustor 12.
第１実施形態の燃料ガス供給装置では、減圧弁２３を燃料ガス供給ラインＬ３とバイパスラインＬ１１の一端部との接続部と、燃料ガス圧縮機２４との間に配置する。そのため、減圧弁２３と燃料ガス圧縮機２４との距離が短くなり、構成及び制御の簡素化を図ることができる。
In the fuel gas supply device of the first embodiment, the pressure reducing valve 23 is arranged between the connection portion between the fuel gas supply line L3 and one end of the bypass line L11 and the fuel gas compressor 24. Therefore, the distance between the pressure reducing valve 23 and the fuel gas compressor 24 is shortened, and the configuration and control can be simplified.
第１実施形態の燃料ガス供給装置では、燃料ガス供給ラインＬ３における燃料ガス圧縮機２４と、燃料ガス供給ラインＬ３とバイパスラインＬ１１の他端部との間に隔離弁２５を設ける。そのため、バイパスラインＬ１１を通った高圧の燃料ガスが隔離弁２５に阻止されて燃料ガス圧縮機２４に逆流することがなく、燃料ガス圧縮機２４の破損を抑制することができる。
In the fuel gas supply device of the first embodiment, an isolation valve 25 is provided between the fuel gas compressor 24 in the fuel gas supply line L3 and the other end of the fuel gas supply line L3 and the bypass line L11. Therefore, the high-pressure fuel gas that has passed through the bypass line L11 is not blocked by the isolation valve 25 and flows back into the fuel gas compressor 24, so that damage to the fuel gas compressor 24 can be suppressed.
第１実施形態の燃料ガス供給装置では、圧力検出器３１および圧力検出器３２が検出した燃料ガスの圧力Ｐ１，Ｐ２に基づいて減圧弁２３および燃料ガス圧縮機２４を制御する制御装置３５を設ける。そのため、燃焼器１２への供給する燃料ガスの圧力調節を自動で行うことが可能となり、作業性を向上することができる。
In the fuel gas supply device of the first embodiment, a control device 35 for controlling the pressure reducing valve 23 and the fuel gas compressor 24 based on the pressures P1 and P2 of the fuel gas detected by the pressure detector 31 and the pressure detector 32 is provided. .. Therefore, the pressure of the fuel gas supplied to the combustor 12 can be automatically adjusted, and the workability can be improved.
また、第１実施形態の燃料ガス供給方法にあっては、燃料ガス圧縮機２４に導入される燃料ガスの圧力が燃料ガス圧縮機２４の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように減圧弁２３により燃料ガスの圧力を調節する。そのため、燃料ガス圧縮機２４は、燃料ガスを適正に圧縮して定格吐出圧力まで昇圧した後、燃料ガス供給ラインＬ３から燃焼器１２に供給する。その結果、燃料ガスを昇圧する燃料ガス圧縮機２４の破損を抑制して適正圧力の燃料ガスを継続して燃焼器１２に供給することができる。
Further, in the fuel gas supply method of the first embodiment, the pressure of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor 24 is set to a constant target suction pressure which is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor 24. The pressure of the fuel gas is adjusted by the pressure reducing valve 23. Therefore, the fuel gas compressor 24 appropriately compresses the fuel gas, boosts the pressure to the rated discharge pressure, and then supplies the fuel gas from the fuel gas supply line L3 to the combustor 12. As a result, it is possible to suppress damage to the fuel gas compressor 24 that boosts the fuel gas and continuously supply the fuel gas at an appropriate pressure to the combustor 12.
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の燃料ガス供給装置を表すブロック構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 5 is a block configuration diagram showing the fuel gas supply device of the second embodiment. The members having the same functions as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図５は、第２実施形態の燃料ガス供給装置を表すブロック構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 5 is a block configuration diagram showing the fuel gas supply device of the second embodiment. The members having the same functions as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第２実施形態において、図５に示すように、燃料ガス供給装置２０Ａは、燃料ガス供給ラインＬ３に、燃料ガスの供給方向の上流側から順に、燃料ガス減圧ステーション２１と、減圧弁（調節弁）２３と、燃料ガス浄化装置２２と、第１開閉弁４１と、燃料ガス圧縮機２４と、隔離弁２５と、燃料ガス加温装置２６と、圧力調整弁（ＰＣＶ）２７と、流量調整弁（ＦＣＶ）２８が設けられる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the fuel gas supply device 20A connects the fuel gas supply line L3 with the fuel gas pressure reducing station 21 and the pressure reducing valve (control valve) in order from the upstream side in the fuel gas supply direction. ) 23, fuel gas purification device 22, first on-off valve 41, fuel gas compressor 24, isolation valve 25, fuel gas heating device 26, pressure regulating valve (PCV) 27, and flow rate regulating valve. (FCV) 28 is provided.
また、燃料ガス供給装置２０Ａは、バイパスライン（バイパス通路）Ｌ１１と、第２開閉弁４２と、逆止弁２９を有する。
Further, the fuel gas supply device 20A has a bypass line (bypass passage) L11, a second on-off valve 42, and a check valve 29.
第２実施形態では、減圧弁２３は、燃料ガス供給ラインＬ３におけるバイパスラインＬ１１の一端部との接続部より上流側に配置される。バイパスラインＬ１１は、第１開閉弁４１と、燃料ガス圧縮機２４と、隔離弁２５を迂回するように設けられる。そして、燃料ガス圧縮機２４は、第１開閉弁４１と隔離弁２５との間に配置される。一方、バイパスラインＬ１１に第２開閉弁４２が設けられる。そのため、第１開閉弁４１および隔離弁２５を開放し、第２開閉弁を閉止すると、燃料ガスは、燃料ガス圧縮機２４に導入され、燃料ガス圧縮機２４は、導入した燃料ガスを圧縮する。一方、第１開閉弁４１および隔離弁２５を閉止し、第２開閉弁４２を開放すると、燃料ガス圧縮機２４への燃料ガスの導入が遮断され、燃料ガスは、バイパスラインＬ１１に流れ、燃料ガス圧縮機２４に圧縮されない。
In the second embodiment, the pressure reducing valve 23 is arranged on the upstream side of the connection portion with one end of the bypass line L11 in the fuel gas supply line L3. The bypass line L11 is provided so as to bypass the first on-off valve 41, the fuel gas compressor 24, and the isolation valve 25. Then, the fuel gas compressor 24 is arranged between the first on-off valve 41 and the isolation valve 25. On the other hand, the bypass line L11 is provided with a second on-off valve 42. Therefore, when the first on-off valve 41 and the isolation valve 25 are opened and the second on-off valve is closed, the fuel gas is introduced into the fuel gas compressor 24, and the fuel gas compressor 24 compresses the introduced fuel gas. .. On the other hand, when the first on-off valve 41 and the isolation valve 25 are closed and the second on-off valve 42 is opened, the introduction of the fuel gas into the fuel gas compressor 24 is cut off, the fuel gas flows to the bypass line L11, and the fuel Not compressed by the gas compressor 24.
更に、燃料ガス供給装置２０Ａは、圧力検出器３１と、圧力検出器３２と、圧力検出器３３と、圧力検出器３４と、制御装置３５とを有する。
Further, the fuel gas supply device 20A includes a pressure detector 31, a pressure detector 32, a pressure detector 33, a pressure detector 34, and a control device 35.
圧力検出器３１は、燃料ガス減圧ステーション２１と減圧弁２３との間に配置され、減圧弁２３および燃料ガス浄化装置２２を通して燃料ガス圧縮機２４に導入される燃料ガスの圧力Ｐ１を検出する。制御装置３５は、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力が、燃料ガス圧縮機２４の処理可能な吸込み圧力（例えば、３．０ＭＰａ）に減圧弁２３が減圧可能な予め設定された上限圧力（例えば、４．０５ＭＰａ）よりも低いときに、減圧弁２３および隔離弁２５を開放し、減圧弁２３および燃料ガス圧縮機２４へ燃料ガスを供給すると共に、燃料ガス圧縮機２４を作動する。一方、制御装置３５は、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力が上限圧力（例えば、４．０５ＭＰａ）以上のときに、減圧弁２３を開放し、第１開閉弁４１および隔離弁２５を閉止し、第２開閉弁を開放することにより、減圧弁２３および燃料ガス圧縮機２４への燃料ガスの供給を遮断すると共に、燃料ガス圧縮機２４の作動を停止する。すると、燃料ガスは、バイパスラインＬ１１に流れる。
The pressure detector 31 is arranged between the fuel gas pressure reducing station 21 and the pressure reducing valve 23, and detects the pressure P1 of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor 24 through the pressure reducing valve 23 and the fuel gas purifying device 22. In the control device 35, the pressure of the fuel gas detected by the pressure detector 31 is a preset upper limit pressure at which the pressure reducing valve 23 can reduce the pressure to the processable suction pressure (for example, 3.0 MPa) of the fuel gas compressor 24. When the pressure is lower than (for example, 4.05 MPa), the pressure reducing valve 23 and the isolation valve 25 are opened to supply fuel gas to the pressure reducing valve 23 and the fuel gas compressor 24, and the fuel gas compressor 24 is operated. On the other hand, when the pressure of the fuel gas detected by the pressure detector 31 is equal to or higher than the upper limit pressure (for example, 4.05 MPa), the control device 35 opens the pressure reducing valve 23 and opens the first on-off valve 41 and the isolation valve 25. By closing and opening the second on-off valve, the supply of fuel gas to the pressure reducing valve 23 and the fuel gas compressor 24 is cut off, and the operation of the fuel gas compressor 24 is stopped. Then, the fuel gas flows to the bypass line L11.
そして、燃料ガス圧縮機２４が作動するとき、制御装置３５は、燃料ガス圧縮機２４に導入される燃料ガスの圧力が、燃料ガス圧縮機２４の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力（例えば、３．０ＭＰａ）になるように減圧弁２３を制御する。
Then, when the fuel gas compressor 24 operates, the control device 35 determines that the pressure of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor 24 is a constant target suction pressure (for example, the rated discharge pressure of the fuel gas compressor 24). , 3.0 MPa), and the pressure reducing valve 23 is controlled.
図６は、燃料ガス供給方法を表すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a fuel gas supply method.
図５および図６に示すように、ステップＳ３１にて、制御装置３５は、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力Ｐ１が入力される。ステップＳ３２にて、制御装置３５は、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力Ｐ１が、燃料ガス圧縮機２４の処理可能な吸込み圧力（例えば、３．０ＭＰａ）に減圧弁２３が減圧可能な上限圧力ＰＬ１（例えば、４．０５ＭＰａ）以上であるか否かを判定する。ここで、燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１より低いと判定（Ｎｏ）されると、制御装置３５は、ステップＳ３３にて、第１開閉弁４１を開放し、第２開閉弁４２を閉止する。そして、ステップＳ３４にて、減圧弁２３を開放し、ステップＳ３５にて、隔離弁２５を開放し、ステップＳ３６にて、燃料ガス圧縮機２４を作動する。すると、減圧弁２３は、圧力が、例えば、３．７ＭＰａから４．０５ＭＰａの燃料ガスを３．０ＭＰａまで減圧し、燃料ガス圧縮機２４は、圧力が、例えば、３．０ＭＰａの燃料ガスを圧縮し、例えば、４．５ＭＰａまで昇圧する。このとき、バイパスラインＬ１１の第２開閉弁４２が閉止していることから、燃料ガスがバイパスラインＬ１１を流れることがない。
As shown in FIGS. 5 and 6, in step S31, the pressure P1 of the fuel gas detected by the pressure detector 31 is input to the control device 35. In step S32, in the control device 35, the pressure reducing valve 23 can reduce the pressure P1 of the fuel gas detected by the pressure detector 31 to the processable suction pressure (for example, 3.0 MPa) of the fuel gas compressor 24. It is determined whether or not the upper limit pressure is PL1 (for example, 4.05 MPa) or more. Here, when it is determined (No) that the fuel gas pressure P1 is lower than the upper limit pressure PL1, the control device 35 opens the first on-off valve 41 and closes the second on-off valve 42 in step S33. .. Then, in step S34, the pressure reducing valve 23 is opened, in step S35, the isolation valve 25 is opened, and in step S36, the fuel gas compressor 24 is operated. Then, the pressure reducing valve 23 reduces the fuel gas having a pressure of, for example, 3.7 MPa to 4.05 MPa to 3.0 MPa, and the fuel gas compressor 24 compresses the fuel gas having a pressure, for example, 3.0 MPa. Then, for example, the pressure is increased to 4.5 MPa. At this time, since the second on-off valve 42 of the bypass line L11 is closed, the fuel gas does not flow through the bypass line L11.
一方、ステップＳ３２にて、燃料ガスの圧力Ｐ１が上限圧力ＰＬ１以上であると判定（Ｙｅｓ）されると、制御装置３５は、ステップＳ３７にて、第１開閉弁４１を閉止し、第２開閉弁４２を開放する。そして、ステップＳ３８にて、減圧弁２３を開放し、ステップＳ３９にて、隔離弁２５を閉止し、ステップＳ４０にて、燃料ガス圧縮機２４の作動を停止する。すると、圧力が、例えば、４．０５ＭＰａ以上の燃料ガスは、バイパスラインＬ１１に流れ、第１開閉弁、燃料ガス圧縮機２４、隔離弁２５を迂回する。このとき、第１開閉弁４１および隔離弁２５が閉止していることから、燃料ガスが燃料ガス圧縮機２４に流れ込むことがない。
On the other hand, when it is determined (Yes) that the fuel gas pressure P1 is equal to or higher than the upper limit pressure PL1 in step S32, the control device 35 closes the first on-off valve 41 and second-opens / closes in step S37. The valve 42 is opened. Then, in step S38, the pressure reducing valve 23 is opened, in step S39, the isolation valve 25 is closed, and in step S40, the operation of the fuel gas compressor 24 is stopped. Then, for example, the fuel gas having a pressure of 4.05 MPa or more flows through the bypass line L11 and bypasses the first on-off valve, the fuel gas compressor 24, and the isolation valve 25. At this time, since the first on-off valve 41 and the isolation valve 25 are closed, the fuel gas does not flow into the fuel gas compressor 24.
このように第２実施形態の燃料ガス供給装置にあっては、減圧弁２３を燃料ガス供給ラインＬ３におけるバイパスラインＬ１１の一端部との接続部より上流側に配置する。そのため、燃料ガスの圧力を早期に適正圧力に調節することとなり、応答性を向上することができる。
As described above, in the fuel gas supply device of the second embodiment, the pressure reducing valve 23 is arranged on the upstream side of the connection portion of the fuel gas supply line L3 with one end of the bypass line L11. Therefore, the pressure of the fuel gas can be adjusted to an appropriate pressure at an early stage, and the responsiveness can be improved.
［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の燃料ガス供給装置を表すブロック構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 [Third Embodiment]
FIG. 7 is a block configuration diagram showing the fuel gas supply device of the third embodiment. The members having the same functions as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図７は、第３実施形態の燃料ガス供給装置を表すブロック構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 [Third Embodiment]
FIG. 7 is a block configuration diagram showing the fuel gas supply device of the third embodiment. The members having the same functions as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第３実施形態において、図７に示すように、燃料ガス供給装置２０Ｂは、燃料ガス供給ラインＬ３に、燃料ガスの供給方向の上流側から順に、燃料ガス減圧ステーション２１と、減圧弁（調節弁）２３と、燃料ガス浄化装置２２と、第１開閉弁４１と、燃料ガス圧縮機２４と、隔離弁２５と、燃料ガス加温装置２６と、圧力調整弁（ＰＣＶ）２７と、流量調整弁（ＦＣＶ）２８が設けられる。また、燃料ガス供給装置２０Ｂは、バイパスライン（バイパス通路）Ｌ１１と、第２開閉弁４２と、逆止弁２９を有する。
In the third embodiment, as shown in FIG. 7, the fuel gas supply device 20B connects the fuel gas supply line L3 with the fuel gas pressure reducing station 21 and the pressure reducing valve (control valve) in order from the upstream side in the fuel gas supply direction. ) 23, fuel gas purification device 22, first on-off valve 41, fuel gas compressor 24, isolation valve 25, fuel gas heating device 26, pressure regulating valve (PCV) 27, and flow rate regulating valve. (FCV) 28 is provided. Further, the fuel gas supply device 20B has a bypass line (bypass passage) L11, a second on-off valve 42, and a check valve 29.
また、燃料ガス供給装置２０Ｂは、圧力検出器３１と、圧力検出器３２と、圧力検出器３３と、圧力検出器３４と、制御装置３５とを有する。
Further, the fuel gas supply device 20B includes a pressure detector 31, a pressure detector 32, a pressure detector 33, a pressure detector 34, and a control device 35.
更に、燃料ガス供給装置２０Ｂは、圧力検出器３１が検出した燃料ガスの圧力に基づいて前記燃料ガス圧縮機を作動するための指令を出す指令装置４５が設けられる。
Further, the fuel gas supply device 20B is provided with a command device 45 that issues a command to operate the fuel gas compressor based on the pressure of the fuel gas detected by the pressure detector 31.
第３実施形態では、制御装置３５は、燃料ガス圧縮機２４に導入される燃料ガスの圧力が、燃料ガス圧縮機２４の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力（例えば、３．０ＭＰａ）になるように減圧弁２３を制御する。但し、制御装置３５は、燃料ガス圧縮機２４と第１開閉弁４１と第２開閉弁４２を制御することはない。燃料ガス圧縮機２４の作動と停止、第１開閉弁４１および第２開閉弁４２の開閉操作は、作業者が手動により行うものである。そのため、制御装置３５は、燃料ガス圧縮機２４の作動と停止、第１開閉弁４１および第２開閉弁４２の開閉操作を行う必要かあるとき、指令装置４５を作動する。
In the third embodiment, the control device 35 sets the pressure of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor 24 to a constant target suction pressure (for example, 3.0 MPa) which is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor 24. The pressure reducing valve 23 is controlled so as to be. However, the control device 35 does not control the fuel gas compressor 24, the first on-off valve 41, and the second on-off valve 42. The operation and stop of the fuel gas compressor 24 and the opening / closing operation of the first on-off valve 41 and the second on-off valve 42 are manually performed by the operator. Therefore, the control device 35 operates the command device 45 when it is necessary to operate and stop the fuel gas compressor 24 and to open / close the first on-off valve 41 and the second on-off valve 42.
この指令装置４５は、例えば、表示装置やスピーカなどであり、燃料ガス圧縮機２４の作動と停止を指令したり、第１開閉弁４１および第２開閉弁４２の開閉操作を指令したりする。
The command device 45 is, for example, a display device, a speaker, or the like, and commands the operation and stop of the fuel gas compressor 24, and commands the opening / closing operation of the first on-off valve 41 and the second on-off valve 42.
このように第３実施形態の燃料ガス供給装置にあっては、圧力検出器３１および圧力検出器３２が検出した燃料ガスの圧力Ｐ１に基づいて燃料ガス圧縮機２４を作動するための指令を出す指令装置４５を設ける。そのため、作業者による燃料ガス圧縮機２４の作動操作が容易になると共に、自動制御が不要となってコストを削減することができる。
As described above, in the fuel gas supply device of the third embodiment, a command for operating the fuel gas compressor 24 is issued based on the pressure P1 of the fuel gas detected by the pressure detector 31 and the pressure detector 32. A command device 45 is provided. Therefore, the operation of the fuel gas compressor 24 by the operator can be facilitated, and automatic control becomes unnecessary, so that the cost can be reduced.
１０ ガスタービン
１１ 圧縮機
１２ 燃焼器
１３ タービン
１４ 回転軸
１５ 発電機
２０，２０Ａ，２０Ｂ 燃料ガス供給装置
２１ 燃料ガス減圧ステーション
２２ 燃料ガス浄化装置
２３ 減圧弁（調節弁）
２４ 燃料ガス圧縮機
２５ 隔離弁
２６ 燃料ガス加温装置
２７ 圧力調整弁（ＰＣＶ）
２８ 流量調整弁（ＦＣＶ）
２９ 逆止弁
３１ 圧力検出器（第２の圧力検出部）
３２ 圧力検出器（第１の圧力検出部）
３３ 圧力検出器
３４ 圧力検出器
３５ 制御装置
４１ 第１開閉弁
４２ 第２開閉弁
４５ 指令装置
１００ 燃料ガス供給源
Ｌ１ 空気取り込みライン
Ｌ２ 圧縮空気供給ライン
Ｌ３ 燃料ガス供給ライン
Ｌ４ 燃焼ガス供給ライン
Ｌ５ 排ガス排出ライン
Ｌ１１ バイパスライン（バイパス通路）
Ａ 空気
ＣＡ 圧縮空気
Ｆ 燃料
ＣＧ 燃焼ガス
ＥＧ 排ガス 10Gas turbine 11 Compressor 12 Combustor 13 Turbine 14 Rotating shaft 15 Generator 20, 20A, 20B Fuel gas supply device 21 Fuel gas decompression station 22 Fuel gas purification device 23 Pressure reducing valve (control valve)
24Fuel gas compressor 25 Isolation valve 26 Fuel gas heating device 27 Pressure regulating valve (PCV)
28 Flow control valve (FCV)
29Check valve 31 Pressure detector (second pressure detector)
32 Pressure detector (first pressure detector)
33Pressure detector 34 Pressure detector 35 Control device 41 1st on-off valve 42 2nd on-off valve 45 Command device 100 Fuel gas supply source L1 Air intake line L2 Compressed air supply line L3 Fuel gas supply line L4 Combustion gas supply line L5 Exhaust gas Discharge line L11 Bypass line (bypass passage)
A Air CA Compressed air F Fuel CG Combustion gas EG Exhaust gas
１１ 圧縮機
１２ 燃焼器
１３ タービン
１４ 回転軸
１５ 発電機
２０，２０Ａ，２０Ｂ 燃料ガス供給装置
２１ 燃料ガス減圧ステーション
２２ 燃料ガス浄化装置
２３ 減圧弁（調節弁）
２４ 燃料ガス圧縮機
２５ 隔離弁
２６ 燃料ガス加温装置
２７ 圧力調整弁（ＰＣＶ）
２８ 流量調整弁（ＦＣＶ）
２９ 逆止弁
３１ 圧力検出器（第２の圧力検出部）
３２ 圧力検出器（第１の圧力検出部）
３３ 圧力検出器
３４ 圧力検出器
３５ 制御装置
４１ 第１開閉弁
４２ 第２開閉弁
４５ 指令装置
１００ 燃料ガス供給源
Ｌ１ 空気取り込みライン
Ｌ２ 圧縮空気供給ライン
Ｌ３ 燃料ガス供給ライン
Ｌ４ 燃焼ガス供給ライン
Ｌ５ 排ガス排出ライン
Ｌ１１ バイパスライン（バイパス通路）
Ａ 空気
ＣＡ 圧縮空気
Ｆ 燃料
ＣＧ 燃焼ガス
ＥＧ 排ガス 10
24
28 Flow control valve (FCV)
29
32 Pressure detector (first pressure detector)
33
A Air CA Compressed air F Fuel CG Combustion gas EG Exhaust gas
Claims (10)
- 燃料ガス供給源と燃焼器とを接続する燃料ガス供給通路と、
前記燃料ガス供給通路に設けられて燃料ガスを圧縮する燃料ガス圧縮機と、
前記燃料ガス圧縮機に導入される前記燃料ガスの圧力を検出する第１の圧力検出部と、
前記燃料ガス供給通路における前記燃料ガス圧縮機より上流側に設けられて前記第１の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力が前記燃料ガス圧縮機の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように前記燃料ガスの圧力を調節する調節弁と、
を備えることを特徴とする燃料ガス供給装置。 A fuel gas supply passage connecting the fuel gas supply source and the combustor,
A fuel gas compressor provided in the fuel gas supply passage to compress the fuel gas, and
A first pressure detection unit that detects the pressure of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor, and
A constant target suction pressure in which the pressure of the fuel gas provided on the upstream side of the fuel gas compressor in the fuel gas supply passage and detected by the first pressure detector is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor. A control valve that adjusts the pressure of the fuel gas so that
A fuel gas supply device characterized by being provided with. - 前記調節弁は、減圧弁であることを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス供給装置。 The fuel gas supply device according to claim 1, wherein the control valve is a pressure reducing valve.
- 前記燃料ガス圧縮機を迂回するように一端部が前記燃料ガス圧縮機より上流側の前記燃料ガス供給通路に接続されて他端部が前記燃料ガス圧縮機より下流側の前記燃料ガス供給通路に接続されるバイパス通路と、前記バイパス通路における前記燃料ガスの逆流を阻止する逆止弁とが設けられ、前記調節弁の上流側に設けた第２の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力が前記調節弁の処理可能な予め設定された上限圧力以上のときに、前記燃料ガス圧縮機への前記燃料ガスの供給を遮断すると共に前記燃料ガス圧縮機の作動を停止し、前記燃料ガスを前記バイパス通路に流通させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料ガス供給装置。 One end is connected to the fuel gas supply passage on the upstream side of the fuel gas compressor so as to bypass the fuel gas compressor, and the other end is connected to the fuel gas supply passage on the downstream side of the fuel gas compressor. A bypass passage to be connected and a check valve for blocking the backflow of the fuel gas in the bypass passage are provided, and the pressure of the fuel gas detected by a second pressure detection unit provided on the upstream side of the control valve. When is equal to or higher than a preset upper limit pressure that can be processed by the control valve, the supply of the fuel gas to the fuel gas compressor is cut off, the operation of the fuel gas compressor is stopped, and the fuel gas is released. The fuel gas supply device according to claim 1 or 2, wherein the gas is circulated in the bypass passage.
- 前記第２の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力が前記上限圧力よりも低いときに、前記燃料ガス圧縮機へ前記燃料ガスを供給すると共に前記燃料ガス圧縮機を作動することを特徴とする請求項３に記載の燃料ガス供給装置。 When the pressure of the fuel gas detected by the second pressure detection unit is lower than the upper limit pressure, the fuel gas is supplied to the fuel gas compressor and the fuel gas compressor is operated. The fuel gas supply device according to claim 3.
- 前記調節弁は、前記燃料ガス供給通路と前記バイパス通路の一端部との接続部と、前記燃料ガス圧縮機との間に配置されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の燃料ガス供給装置。 The third or fourth aspect of the invention, wherein the control valve is arranged between a connection portion between the fuel gas supply passage and one end of the bypass passage and the fuel gas compressor. Fuel gas supply device.
- 前記調節弁は、前記燃料ガス供給通路における前記バイパス通路の一端部との接続部より上流側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の燃料ガス供給装置。 The fuel gas supply device according to claim 4, wherein the control valve is arranged on the upstream side of the connection portion of the fuel gas supply passage with one end of the bypass passage.
- 前記燃料ガス供給通路における前記燃料ガス圧縮機と、前記燃料ガス供給通路と前記バイパス通路の他端部との間に、前記燃料ガス圧縮機の吐出口から前記燃料ガスが流入するのを遮断する隔離弁が設けられることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の燃料ガス供給装置。 The inflow of the fuel gas from the discharge port of the fuel gas compressor is blocked between the fuel gas compressor in the fuel gas supply passage, the fuel gas supply passage, and the other end of the bypass passage. The fuel gas supply device according to any one of claims 3 to 6, wherein a isolation valve is provided.
- 前記第１の圧力検出部および前記第２の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力に基づいて前記調節弁および前記燃料ガス圧縮機を制御する制御装置が設けられることを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の燃料ガス供給装置。 The claim is characterized in that a control device for controlling the control valve and the fuel gas compressor based on the pressure of the fuel gas detected by the first pressure detecting unit and the second pressure detecting unit is provided. The fuel gas supply device according to any one of claims 3 to 7.
- 前記第１の圧力検出部および前記第２の圧力検出部が検出した前記燃料ガスの圧力に基づいて前記燃料ガス圧縮機を作動するための指令を出す指令装置が設けられることを特徴とする請求項３から請求項８のいずれか一項に記載の燃料ガス供給装置。 A claim characterized in that a command device for issuing a command for operating the fuel gas compressor based on the pressure of the fuel gas detected by the first pressure detecting unit and the second pressure detecting unit is provided. The fuel gas supply device according to any one of items 3 to 8.
- 燃料ガス供給源と燃焼器とを接続する燃料ガス供給通路と、
前記燃料ガス供給通路を流れる燃料ガスを圧縮する燃料ガス圧縮機と、
前記燃料ガス供給通路における前記燃料ガス圧縮機より上流側に設けられる調節弁と、
を備える燃料ガス供給装置に於いて、
前記燃料ガス圧縮機に導入される前記燃料ガスの圧力が前記燃料ガス圧縮機の定格吐出圧力とする一定の目標吸込み圧力になるように前記調節弁により前記燃料ガスの圧力を調節する、
ことを特徴とする燃料ガス供給方法。 A fuel gas supply passage connecting the fuel gas supply source and the combustor,
A fuel gas compressor that compresses the fuel gas flowing through the fuel gas supply passage, and
A control valve provided on the upstream side of the fuel gas compressor in the fuel gas supply passage,
In the fuel gas supply device equipped with
The pressure of the fuel gas is adjusted by the adjusting valve so that the pressure of the fuel gas introduced into the fuel gas compressor becomes a constant target suction pressure which is the rated discharge pressure of the fuel gas compressor.
A fuel gas supply method characterized by that.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17/609,895 US20220205395A1 (en) | 2019-05-13 | 2020-04-08 | Fuel gas supply device and method |
| KR1020217035830A KR20210145803A (en) | 2019-05-13 | 2020-04-08 | Fuel gas supply device and method |
| CN202080034155.0A CN113795658A (en) | 2019-05-13 | 2020-04-08 | Gas fuel supply device and method |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019090799A JP6623318B1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | Fuel gas supply apparatus and method |
| JP2019-090799 | 2019-05-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2020230485A1 true WO2020230485A1 (en) | 2020-11-19 |
Family
ID=68917210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/015832 WO2020230485A1 (en) | 2019-05-13 | 2020-04-08 | Fuel gas supply device and method |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220205395A1 (en) |
| JP (1) | JP6623318B1 (en) |
| KR (1) | KR20210145803A (en) |
| CN (1) | CN113795658A (en) |
| WO (1) | WO2020230485A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05118297A (en) * | 1991-10-28 | 1993-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Control device of compressor |
| JP2004211672A (en) * | 2003-01-09 | 2004-07-29 | Toshiba Corp | Fuel gas feed system for gas turbine and its feed method |
| JP2006316687A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pressure feed method of fluid, pressure feed device, fuel gas supply device and relay station of gas transportation line |
| US20100287945A1 (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Alstom Technology Ltd | Method for operating a gas turbine plant with a compressor station for gaseous fuel |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3212895B2 (en) * | 1995-12-26 | 2001-09-25 | 株式会社東芝 | Gas turbine fuel supply device and control device therefor |
| DE19860639A1 (en) * | 1998-12-29 | 2000-07-06 | Man Turbomasch Ag Ghh Borsig | Method for operating a compressor with a downstream consumer, and system operating according to the method |
| ES2544745T3 (en) * | 2004-09-09 | 2015-09-03 | Alstom Technology Ltd | Gas supply installation for a gas turbine and corresponding operating procedure |
| JP5535772B2 (en) * | 2010-06-04 | 2014-07-02 | 三菱重工業株式会社 | Fuel supply system |
| JP5743117B2 (en) * | 2012-01-13 | 2015-07-01 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Fuel supply device, fuel flow control device, and gas turbine power plant |
| JP6742778B2 (en) * | 2016-03-29 | 2020-08-19 | 三菱重工業株式会社 | Gas turbine and control method thereof |
| JP6795390B2 (en) * | 2016-04-26 | 2020-12-02 | 三菱パワー株式会社 | Control device and control method of gasification combined cycle, and gasification combined cycle |
| JP6639338B2 (en) * | 2016-07-11 | 2020-02-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Gas turbine and method of operating gas turbine |
| US10605168B2 (en) * | 2017-05-25 | 2020-03-31 | General Electric Company | Interdigitated turbine engine air bearing cooling structure and method of thermal management |
-
2019
- 2019-05-13 JP JP2019090799A patent/JP6623318B1/en active Active
-
2020
- 2020-04-08 WO PCT/JP2020/015832 patent/WO2020230485A1/en active Application Filing
- 2020-04-08 US US17/609,895 patent/US20220205395A1/en active Pending
- 2020-04-08 KR KR1020217035830A patent/KR20210145803A/en not_active Application Discontinuation
- 2020-04-08 CN CN202080034155.0A patent/CN113795658A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05118297A (en) * | 1991-10-28 | 1993-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Control device of compressor |
| JP2004211672A (en) * | 2003-01-09 | 2004-07-29 | Toshiba Corp | Fuel gas feed system for gas turbine and its feed method |
| JP2006316687A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pressure feed method of fluid, pressure feed device, fuel gas supply device and relay station of gas transportation line |
| US20100287945A1 (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Alstom Technology Ltd | Method for operating a gas turbine plant with a compressor station for gaseous fuel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113795658A (en) | 2021-12-14 |
| JP2020186667A (en) | 2020-11-19 |
| US20220205395A1 (en) | 2022-06-30 |
| JP6623318B1 (en) | 2019-12-18 |
| KR20210145803A (en) | 2021-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8240153B2 (en) | Method and system for controlling a set point for extracting air from a compressor to provide turbine cooling air in a gas turbine | |
| JP5732519B2 (en) | Pressure control method and system for reducing fuel supply pressure requirements of a gas turbine | |
| US20170159570A1 (en) | Pressure regulating device for a gas supply system of a gas turbine plant | |
| EP0377292A1 (en) | Integrated boost compressor/gas turbine control system | |
| RU2424440C1 (en) | Control method of gas engine and gas engine system | |
| US20220082100A1 (en) | Method for controlling a rotary screw compressor | |
| RU2528768C2 (en) | Method of compressor control | |
| US6293766B1 (en) | Process for operating a compressor with a downstream user, and unit operating according to this process | |
| WO2020230485A1 (en) | Fuel gas supply device and method | |
| CN113748268B (en) | Compression system and method of controlling compression system | |
| JP5355375B2 (en) | Compressor control device, compressor system, and compressor control method | |
| JP6016600B2 (en) | Exhaust turbine supercharged engine and its load application method | |
| JPH10325337A (en) | Compressor surging preventing device for pressure fluidized bed combined power generational system | |
| KR101788233B1 (en) | Opening/closing device for blow-off control valve of turbo compressor | |
| JP3769836B2 (en) | Humidification tower switching device for humid air gas turbine | |
| JP6685237B2 (en) | Steam cycle and method of operating steam cycle | |
| US20230287832A1 (en) | Method, control system and ejector system for introducing vent gas to a unit | |
| JP7373427B2 (en) | Waste treatment equipment and how to start up waste treatment equipment | |
| JPH1037763A (en) | Intercooler switching control device of wet air gas turbine facility | |
| JPH0650178A (en) | Fuel compressor for gas turbine | |
| JPH04311690A (en) | Pressure control method for compressor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20806548 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 20217035830 Country of ref document: KR Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20806548 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |